Introdução à Linguagem Java

Introdução à Linguagem Java
Fernando Silva
DCC-FCUP
Estruturas de Dados
Fernando Silva (DCC-FCUP)
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A Linguagem Java
Linguagem de programação divulgada pela Sun Microsystems em
1995:
I
I
I
início do desenvolvimento: 1991
líder da equipa: James Gosling da Sun Microsystems
a partir de 2009, pertence à Oracle
Sintaxe muito próxima do C:
I
mas não tem apontadores!
Orientada a objectos (OO):
I
I
I
os programas são classes
noção de objecto é fundamental
propriedades OO: abstracção, encapsulamento, herança e polimorfismo.
outras linguagens OO que lhe antecederam:
I
I
I
smalltalk (1980) - a primeira linguagem de referência
C++ (1985) - acrescentou a orientação aos objectos ao C
outras: Simula (1967), Eiffel, C#, Ruby, Scala, Python, Groovy
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Vantagens do Java
linguagem OO relativamente pura
portabilidade:
I
I
compila para byte-code (código intermédio)
basta ter uma máquina abstracta (java virtual machine/JVM) para
executar o programa.
segurança e robustez:
I
I
I
ao carregar o byte-code, a máquina abstracta verifica a sua validade
gestão de memória intrinseca (com garbage-collection)
detecta erros em tempo de execução gerando excepções que podem ser
“apanhadas” pelo programa
reutilização de código – deriva do facto de ser OO
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Processo de Programação
Envolve um conjunto de etapas:
definir as especificações do problema a resolver
conceber um algoritmo que resolva o problema
codificar o algoritmo numa linguagem de programação de alto-nível
documentar o algoritmo/programa de forma a torná-lo compreensível
para terceiros
testar o programa num conjunto de dados de input significativo de
forma a eliminar erros
fazer a manutenção do programa ao longo do tempo.
Neste processo, o desenvolvimento pode beneficiar de bons princípios de
programação como a modularidade (ou abstracção procedimental) que
consiste em dividir programas em módulos mais simples e de menor
complexidade.
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Modularidade e abstracção
Modularidade: agrupar procedimentos e funções em módulos; ajuda a
diminuir complexidade do programa;
identificar funcionalidades permitindo reutilização em outros
programas;
identificar mais rapidamente partes do programa que têm de ser
modificadas sem mexer no programa todo;
O programador precisa apenas de conhecer a interface do módulo (nome
de procedimento e tipo de argumentos) para poder usá-lo, ficando assim
escondidos detalhes de implementação do módulo. A esta capacidade
designamos por:
Abstracção: capacidade de abstrair dos detalhes (complexidade) deixando
apenas o que é fundamental para uso do conceito.
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Encapsulamento
Encapsulamento consiste em “esconder” os detalhes associados à
implementação de um módulo, deixando apenas visível uma interface
bem definida através da qual pode haver interacção com o exterior.
Uma programação baseada em abstracção de dados (esconder
detalhes de implementação dos dados) designa-se por programação
orientada a objectos.
No paradigma de programação OO, existem três entidades
fundamentais:
I
I
I
objecto – repositório de informação (dados)
classe – caracterização geral do tipo de objecto
método – procedimento ou função que opera sobre um objecto
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Classes e Objectos
Classe: é a base de encapsulamento e representa uma abstracção de
um conjunto de objectos que partilham a mesma estrutura e
comportamento;
Uma classe descreve os atributos gerais de um objecto através da
definição de um template que inclui os tipos dos atributos (variáveis
ou dados) e funções (métodos) que operam sobre eles.
Objecto: é uma instância particular de uma classe, pelo que é
também constituído por um conjunto de dados e métodos que
operam sobre esses dados.
É comum objectos de diferentes classes estarem relacionados e por
vezes constituirem hierarquias de objectos.
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Herança e Polimorfismo
Herança: é a capacidade de as classes poderem “herdar” atributos e
métodos de classes mais gerais.
I
I
Uma classe ListaCompras herda de uma classe Lista a propriedade
de armazenar uma lista de ítens.
Uma classe Funcionario herda atributos de uma classe Pessoa.
polimorfismo: é a capacidade de definir métodos gerais que
funcionem com várias classes, mesmo que estas requeiram
implementações diferentes.
I
e.g. um método addItem() que sirva para qualquer tipo de lista,
independentemente do que lá guardamos.
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Classes
Classe: é uma entidade de um programa que representa:
um programa/módulo, ou
um template para criar um novo tipo de objectos, incluindo a
descrição dos:
I
I
tipos de dados que representam os seus atributos, e
métodos que operam sobre os atributos.
Exemplo:
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Hello World em Java
Um programa em java é também uma classe:
A execução de um programa Java começa sempre pelo método
main().
Para executar este programa, fazer na linha de comando:
khredo> javac HelloWorld.java - compilação do programa
- produz um HelloWorld.class (bytecode)
khredo> java HelloWorld
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- emulador executa HelloWorld.class
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Definir classes em Java
Uma classe em Java inclui:
I
I
I
atributos ou variáveis internas à classe;
podem ser globais e acessíveis por todos os métodos e construtores ou
locais a um método.
construtores permitem inicializar os objectos no momento em que são
criados;
métodos que manipulam os atributos, modificando-os.
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Exemplo: classe Counter
Implementa um simples contador que pode ser incrementado ou
decrementado em uma unidade de cada vez.
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Definir classes em Java (2)
Sintaxe:
[<qualificador_classe>] class <nome_classe>
[extends <superclasse>]
[implements <interface_1>, interface_2>,...]
{
// variáveis e métodos
}
Uma classe pode ter um qualificador:
I
I
I
I
abstract – interface, i.e. apenas define métodos abstractos (corpo
vazio)
final – a classe não pode ter subclasses.
public – a classe pode ser instanciada ou extendida (. . .)
public class <nome_classe> – só pode existir uma por ficheiro
com o nome <nome_classe>.java
se não se usar qualificador, assume-se a classe como friendly, i.e.
equivalente a public class (default).
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Noção de objecto em Java
Em Java manipulamos essencialmente objectos (instâncias
particulares de classes):
I
I
fazemo-lo através de uma variável que é uma referência para o objecto
através da referência podemos invocar métodos do objecto que podem
alterar o seu estado
Uma analogia: televisor (objecto) e comando-remoto (referência)
I
I
I
tendo o comando-remoto posso modificar o estado do objecto:
aumentar o volume, mudar de canal, etc;
se me deslocar na sala e quiser controlar o televisor basta-me levar
comigo o comando e não o televisor;
por outro lado, o facto de eu ter um comando-remoto não significa que
tenha um televisor associado;
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Exemplo: criação de objectos da classe Counter
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Criação de um objecto em Java
Criação de uma referência:
Counter c;
I
I
c é uma referência para um objecto da classe Counter;
contudo c ainda não representa um objecto.
O objecto é criado invocando o método construtor precedido de new.
Counter c = new Counter();
I
c representa agora um novo objecto do tipo Counter inicializado pelo
método construtor desta classe;
Ao fazermos d= c; estamos a fazer com que d referencie o mesmo
objecto que c e não a cópia!
Note-se que existem outros tipos básicos de dados e classes, assim
como podemos criar novas classes, de onde se podem instanciar novos
objectos.
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Métodos de classes
são conceptualmente análogos a funções em outras linguagens e
apenas podem existir dentro de classes;
class Exemplo {
...
int soma(int a, int b) { return a+b; }
}
só podem ser invocados através de um objecto
...
Exemplo x= new Exemplo(); // objecto x
...
int a= x.soma(2,3);
// invocação do método de x
usamos o objecto x e invocamos o método soma() (ou enviamos uma
mensagem para o objecto x).
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Métodos de classes: sintaxe
[<qualificador>] <tipoRetorno> <nomeMétodo> ([<parâmetros>]) {
// corpo do método
}
qualificadores:
I
I
I
I
public pode ser invocado por qualquer um
protected pode ser invocado apenas por métodos do mesmo package
ou subclasses.
private pode ser invocado apenas pelos métodos da mesma subclasse.
por defeito o método é friendly, pode ser invocado por objectos de
classes do mesmo package.
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Métodos de classes (cont.)
qualificadores de segundo nível:
I
I
I
abstract sem código; apenas em classes abstractas.
final método que não pode ser reescrito pela subclasse.
static método da classe; na invocação não se cria uma nova instância,
pode ser invocado independente do objecto
métodos construtores
I
I
são métodos especiais, com o mesmo nome da classe e usados para
inicializar novos objectos.
não pode ter qualificadores
método main() – a classe que define o programa tem de ter um
método main() para indicar onde se inicia a execução.
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Declaração e Atribuição
Declaração de variáveis:
I
I
I
sintaxe: tipo-dados nome-variável;
as variáveis têm de ser declaradas antes de ser usadas.
a declaração corresponde a fazer-se reserva de memória para
guardarmos o valor da variável.
Atribuição:
I
I
sintaxe: nome-variável = expressão;
atribuir um valor à variável (guarda na memória associada à variável).
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Qualificador static
serve para referir algo independente do número de objectos criados;
variáveis estáticas:
class StaticField {
static int x= 10;
}
StaticField sf1 = new StaticField();
StaticField sf2 = new StaticField();
Os atributos x dos objectos referenciados por sf1 e sf2 têm o
mesmo valor (referem a mesma posição de memória).
métodos estáticos: o método pode ser invocado através da classe,
sem se criar o objecto.
class StaticMethod {
static int soma(int a, int b) {return a+b;}
}
int x= StaticMethod.soma(2,3);
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Palavras reservadas
O Java tem um conjunto de identificadores (palavras) reservadas da
linguagem:
abstract
boolean
break
byte
case
catch
char
class
const
continue
default
do
double
else
extends
final
finally
float
for
goto
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if
implements
import
instanceof
int
interface
long
native
new
package
private
protected
public
return
short
static
strictfp
super
switch
synchronized
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this
throw
throws
transient
try
void
volatile
while
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Tipos de dados básicos
O Java tem apenas estes tipos de dados simples; tudo o resto são objectos:
inteiros
byte
short
int
long
8
16
32
64
bits
bits
bits
bits
[−27 : 27 − 1]
[−215 : 215 − 1]
[−231 : 231 − 1]
[−263 : 263 − 1]
Vírgula flutuante (IEEE 754 floating point)
float
double
32 bits
64 bits
[−3.4029E + 38 : +3.4029E + 38]
[−1.79769E + 308 : +1.79769E + 308]
Outros
boolean
char
8 bits
16 bits
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valor booleano (true ou false)
ISO Unicode char set
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Exemplo com tipos de dados básicos
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Operadores
Aritméticos:
+ adição
* multiplicação
% módulo
-- decremento
Lógicos:
/
++
subtracção
divisão
incremento
Bits:
~ NOT binário
| OR binário
<< shift binário esquerda
&
^
>>
!
&&
||
NOT lógico
AND lógico
OR lógico
AND binário
XOR binário
shift binário direita
Relacionais ou de comparação:
== igualdade
!= diferente
< menor que <= menor ou igual que
> maior que >= maior ou igual que
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Divisão-inteira e Resto-da-divisão
Quando dividimos inteiros, o quociente é inteiro.
I
I
I
I
18/4 dá 4 e não 4.5
y = x/2; – a divisão será inteira se x for um int.
se x for float e y for int, a divisão será em virgula flutuante, mas
depois o resultado é truncado para inteiro.
dividir por 0 provoca um erro durante a execução
O operador % calcula o resto da divisão inteira.
I
I
18 % 4 dá 2
59 % 5 dá 4
Aplicações do operador %:
I
I
I
obter o último dígito de um número: 12345 % 10 é 5
obter os últimos três dígitos: 734528 % 1000 é 528
verificar se um número é par: 9 % 2 é 1 e 16 % 2 é 0
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Regras de precedência entre operadores
Precedência: ordem de avaliação dos operadores.
a regra geral é avaliação da esquerda para a direita.
I
5-2-7 é igual a (5-2)-7 que é -4
mas os operadores * / % têm maior precedência que + I
I
5+2*3 é 11
5+10/2*3 é 5+5*3 que dá 20
os parentesis forçam a ordem de avaliação
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Operadores de incremento/decremento
operadores incremento/decremento:
I
I
I
I
variavel++;
variavel--;
++variavel;
--variavel;
⇐⇒
⇐⇒
⇐⇒
⇐⇒
variavel
variavel
variavel
variavel
=
=
=
=
variavel
variavel
variavel
variavel
+
+
-
1;
1;
1;
1;
Cuidado com o uso destes operadores sobre variáveis no meio de
expressões. Consideremos o seguinte:
I
I
I
I
int x= 5, y= 3, z;
x++; // incrementa x, i.e. x= x+1
--y; // decrementa y, i.e. y= y-1
z= x-- * ++y; // com que valores ficam x, y e z ?
x-- diz-nos para usar primeiro o valor de x e depois decrementar em
uma unidade;
++y diz-nos para primeiro incrementar y uma unidade e depois usar o
seu valor.
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Operadores de imodificação-e-atribuição
operadores modifica-e-atribui:
I
I
I
I
variavel
variavel
variavel
variavel
+=
-=
*=
/=
valor; ⇐⇒ variavel= variavel + valor;
valor; ⇐⇒ variavel= variavel - valor;
valor; ⇐⇒ variavel= variavel * valor;
valor;⇐⇒ variavel= variavel / valor;
Exemplos:
I
I
I
x -= 1; ⇐⇒ x--; ⇐⇒ x= x-1;
y /= 2; ⇐⇒ y = y/2;
x *= y+2;⇐⇒ x= x*(y+2);
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Instruções de controle de fluxo (ou de decisão)
if-else if (a>b) a++; else b++;
?:
(a>b) ? a++; : b++;
switch-case
if (condição) {
codigo-se-condição-true;
}
else {
código-se-condição-false;
}
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switch (variável) {
case valor1: {
bloco-código1;
break;
}
case valor2: {
...
}
default: {
código-por-defeito;
break;
}
}
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Instruções de ciclo: while
Estrutura geral:
inicializa;
while (condição) {
bloco_instruções;
next;
}
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Um exemplo: método para verificar se um inteiro
é primo.
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Instruções de ciclo: for
Estrutura geral:
for (inicialização; condição-paragem; next) {
bloco_instruções;
}
Um exemplo: método para verificar se um inteiro é primo.
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Instruções de ciclo: do-while
Estrutura geral:
inicializa;
do {
bloco_instruções;
next;
} while (condição);
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Um exemplo: método para verificar se um inteiro
é primo..
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Strings em Java
as strings são objectos da classe String
uma string é uma sequência de caracteres vista como uma unidade.
criação de strings:
I
I
I
String cor1= “vermelho”; – inicializada.
String mistura= “vermelho” + “amarelo”; – inicializada.
String cor2; – não inicializada.
criação/inicialização invocando métodos construtores:
I
I
cor2= new String(“verde”);
cor3= new String(“”); – inicializa com string vazia
o operador + funciona como concatenador de strings
I
cor2= “Hello” + “World” + cor1;
segue-se um exemplo do uso de construtores para inicializar um
objecto String.
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Exemplo com Strings
Diferentes maneiras de criar objectos do tipo String:
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Strings como vectores de caracteres
As strings não são vectores do tipo array do Java,
mas, podem ser vistas como vectores:
cada caracter é um char, mas como aceder a cada um dos caracteres?
nome.charAt(0) ou nome.charAt(5)
e se pretender imprimir todos?
for(int c=0; c < nome.length(); c++)
System.out.print(nome.charAt(c));
posso transformar um vector de caracteres numa string e vice versa?
I
I
char n[]= nome.toCharArray(); converte a string em vector.
String nova= Arrays.toString(n); converte o vector n[] em
string.
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Comparação de Strings
Como comparar se duas strings são iguais?
I
usar o método equals() e não o habitual operador “==”.
Dadas duas strings s1 e s2:
I
I
s1 == s2 apenas compara as referências dos dois objectos para ver se
se referem à mesma instância.
s1.equals(s2) compara por ordem os caracteres das duas strings.
O método equals() compara duas strings
I
as duas strings serão iguais se tiverem os caracteres iguais, pela mesma
ordem.
O método int n= s1.compareTo(s2) compara lexicograficamente
as strings s1 e s2
I
I
I
n<0, se s1 precede s2
n==0, se forem iguais
n>0, se s1 vem a seguir a s2
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Comparação de Strings
Exemplos:
String s1= ‘‘Hello’’;
String s2= ‘‘Hello’’;
String s3= ‘‘Good-bye’’;
String s4= ‘‘HELLO’’;
s1.equals(s2)
-->
s1.equals(s3)
-->
s1.equals(s4)
-->
s1.equalsIgnoreCase(s4) -->
true
false
false
true
Experimentar num programa:
System.out.print(s1+" equals "+s2+"-->"s1.equals(s2)); (true)
e
System.out.print(s1+"=="+s2+"-->" s1 == s2); (false)
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Input e Output em Java
As funcionalidades de I/O do Java estão definidas na API: java.io.
A leitura e escrita faz-se através de canais (streams) que podem
representar um qualquer periférico físico.
Os canais podem ser:
Byte streams : leitura e escrita sob a forma de bytes;
Character streams : leitura e escrita sob a forma de carateres.
A classe System, definida em java.lang, inclui muitas definições de
sistema, nomeadamente 3 canais: in, out, e err.
I
I
I
InputStream System.in – objecto que representa o standard input
stream (por defeito o teclado);
PrintStream System.out – objecto que representa o standard output
stream (por defeito a consola);
PrintStream System.err – objecto que representa o standard error
stream (consola).
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A classe Scanner
Fornece métodos de parsing de tipos primitivos e Strings.
Simplifica muito o processamento do input vindo de:
I
I
I
um canal de leitura (tipo InputStream)
Scanner stdIn= new Scanner(System.in); // lê do teclado
uma String
Scanner strIn= new Scanner(line); // line é uma string
ou de um ficheiro
File nf= new File(nomeFich);
Scanner fileIn= new Scanner(nf);
// lê do ficheiro
a classe Scanner lê do canal de leitura e divide-o em palavras que são
strings separadas por caracteres especiais, os delimitadores.
I
I
o método useDelimiter(expressao) permite especificar, através de
uma expressão regular, o modo como se pretende separar o input em
palavras.
Exemplo: scanner.useDelimiter("\r\n")
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Classe Scanner - métodos
Para se poder usar a classe Scanner é necessário declarar no programa:
import java.util.Scanner; ou import java.util.*;
Alguns métodos relevantes desta classe:
hasNext()
next()
hasNextLine()
nextLine()
hasNextType()
nextType()
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true se e só se existir mais uma palavra no input
retorna a próxima palavra (String) do input
true se e só se o input tiver mais uma linha de texto
retorna a próxima linha de texto do input
true se e só se a próxima palavra for do tipo Type, onde
Type pode ser qualquer tipo básico: Int, Float, Double...
retorna a próxima palavra convertida para o tipo básico
definido por Type.
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Scanner: leitura a partir de uma String
Processa a leitura a partir da String e aplica os separadores definidos por
useDelimiter():
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Scanner: leitura a partir do teclado
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Scanner: leitura a partir de um ficheiro
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Output formatado: classe Formatter
O Java a partir da versão 5.0 admite output formatado ao estilo do
printf do C.
usar a package java.util.Formatter e o método
format() da classe String:
String fmt= String.format(‘‘pi = %5.3f\n’’);
para escrever formatado, usar:
double pi= Math.PI;
System.out.printf(fmt, pi);
ou
System.out.printf("pi= %5.3f\n", pi);
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Formatação de texto com printf()
Sintaxe do método printf() é:
System.out.printf ("string formato", parâmetros)
Uma string de formato contém “encaixes” para inserir os valores dos
parâmetros:
I
I
I
I
I
I
%d
%x
%o
%f
%s
%c
-
inteiro base 10
inteiro base hexadecimal
inteiro base octal
número real ou em vírgula flutuante
string
caracter
o printf() não faz a mudança de linha
é necessário incluir o caracter ‘\n’ (newline) na string de formato no
ponto onde quisermos mudar de linha.
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Formatos especiais (inteiros)
%Wd - inteiro com W caracteres de largura, alinhado à direita.
%-Wd - inteiro com W caracteres de largura, alinhado à esquerda.
Output:
1
2
3
2
4
6
3
6
9
Fernando Silva (DCC-FCUP)
4
8
12
5
10
15
6
12
18
7
14
21
8
16
24
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9
18
27
10
20
30
Estruturas de Dados
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Formatos especiais (reais)
%.Df - no real, arredondado para D casas decimais.
%W.Df - no real, com W caracteres e D casas decimais.
%-W.Df - no real, com W caracteres alinhados à esquerda e D casas
decimais.
Exemplo:
double media= 13.172585;
System.out.printf("Media: %.1f\n", media);
System.out.printf("Media mais precisa: %8.3f\n", media);
Output:
Media: 13.2
Media mais precisa: 13.173
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Exemplo: uso de printf
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Vectores simples (arrays) em Java
Os arrays são objectos que agrupam sob um mesmo nome um conjunto de
variáveis numeradas de um mesmo tipo (primitivo ou objecto). As
variáveis de um array são sempre indexadas a partir do zero.
criar uma referência x para um “vector de inteiros”;
I
I
int[] x; ou
int x[];
o operador new permite reservar espaço em memória para o vector
x[] (dimensionando-o):
I
x = new int[10]; – cria efectivamente o vector e guarda a sua
localização em x.
x[0]= 23
x[1]= 15
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x[2]= 25 ...
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Vectores simples em Java (2)
Ao trabalharmos com arrays é necessário ter atenção a possíveis
excepções que sejam geradas e indiciadoras de situações de erro, e.g:
I
I
NullPointerException – tentar usar o vector sem o criar;
ArrayIndexOutOfBounds – aceder ao vector fora dos limites, e.g.
int v[]= new int[4];
// vector com 4 elementos
v[4]= 5; // aborta com ArrayIndexOutOfBoundsException
// v[4] já seria o 5o elemento!
No Java, todos os vectores têm associado uma variável atributo
length, e.g.
I
v.length dá a dimensão (ou capacidade) do vector.
Como re-dimensionar um vector? Apenas por cópia para novo:
I
int nv[]= Arrays.copyOf(v, 2*v.length);
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Vectores simples em Java (3)
Podemos escrever os elementos de um vector com apenas um print?
produz duas linhas de output:
É possível comparar vectores com apenas uma instrução de
comparação (==)? Não!
I
I
é necessário fazer um ciclo a comparar os elementos, ou
usar o método Arrays.equals()
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Exemplos do uso de vectores
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Clonagem de vectores
Clonagem de vectores (cria uma
cópia separada do vector!):
Ilustração dos vectores após
clonagem:
x[] e xCopia[] são duas referências para o mesmo objecto (não
existe propriamente uma cópia).
x[] e xClone[] são dois objectos em que o segundo é de facto a
cópia do primeiro (por clonagem).
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Vectores como parâmetros e retorno de métodos
Um método pode ter parâmetros na chamada que são vectores e pode
dar como resultado um vector.
Exemplo: escrever um método em que dados 2 vectores de igual
tamanho, retorna um vector com a soma dos dois vectores.
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Vectores multimensionais (matrizes) em Java
Os vectores podem ser multi-dimensão (e.g. as matrizes). Por
exemplo:
int v[][]= new int[4][4]; // matriz bi-dimensional 4x4
int u[][][]= new int[4][4][4]; // tri-dimensional
Exemplo: Multiplicação de uma matriz a[N][M] por um vector u[M]
para dar v [N]:
i.e.
vi =
M−1
X
aij × uj (0 ≤ i < N)
j=0
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Multiplicação de matriz por vector
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Triângulo de Pascal
O triângulo de Pascal pode ser visto como uma matriz triangular inferior:
1
1
1
1
1
1
2
3
4
5
ou
1
1
3
6
10
1
4
10
1
5
1
1
1
1
1
1
1
1
2 1
3 3 1
4 6 4
5 10 10
1
5
<-<-<-<-<-1 <--
lin
lin
lin
lin
lin
lin
0
1
2
3
4
5
Cada valor é a soma dos dois valores mais próximos da linha anterior. A
representação corresponde a uma matriz triangular inferior.
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Triângulo de Pascal
Método para calcular as linhas do Triângulo de Pascal, usando uma matriz
apenas dimensionada triangularmente:
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Dimensionamento matriz triangular inferior
Ilustração da matriz triangular inferior que representa o triângulo de Pascal
(só estamos a reservar memória para o número correcto de elementos na
linha):
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Instruções break, continue e return
break - sai do bloco de código corrente, normalmente um ciclo ou
switch, continuando a execução na instrução a seguir ao ciclo ou
switch.
continue - é a instrução dual do break, servindo para se ignorar as
instruções da iteração corrente de um ciclo, passando-se para a
iteração seguinte.
labels - etiquetas que podem ser associadas a break e continue,
marcando a posição no código para onde transita a execução.
return - força a saída do corpo de um método com retorno de uma
variável com o tipo de dados de retorno do método.
Se o método não retornar nada, i.e. tiver tipo void, a execução do
método termina na última instrução (não tem instrução de return).
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Exemplo com labels, breaks e continues
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Constantes e Tipos Enumerados de Dados
Uma constante em Java tem de ser definida no âmbito de uma classe,
como um dos seus atributos e declarada como static final.
Exemplos:
I
I
I
I
static final int N=100;
static final float PI= 3.1415;
Por convenção, o nome de uma constante é todo em maiúsculas.
Só existe uma cópia de um atributo estático de uma classe,
independentemente do número de instâncias que possam ser criadas.
Um atributo que seja do tipo enumerado, enum, apenas pode tomar
os valores de um conjunto de valores especificado.
I
I
Sintaxe:
[modificador] enum <nome> {val0, val1, ..., valN-1};
o modificador pode ser public, private ou protected, ou vazio.
Exemplo:
public enum Dia {SEG, TER, QUA, QUI, SEX, SAB, DOM};
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Exemplo do uso de tipos enumerados
Classe que exemplifica o uso de uma variável do tipo enumerado para
representar dias da semana:
O output que se obtém é:
Inicialmente d ee SEG
Depois passou para QUA
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Objectos genéricos em Java
Em Java, só temos referências a objectos e 8 tipos básicos de dados.
Em Java, todos os objectos são casos particulares de um tipo mais
geral chamado Object.
Object permite a utilização de variáveis capazes de conter uma
referência para qualquer tipo de objecto.
O objecto t fica com a capacidade de se referir a qualquer coisa (tipo
mais geral).
A redução do âmbito do tipo Object para um outro mais específico,
obriga a fazer uma conversão de tipos (type-cast).
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Wrappers para tipos primitivos
Os objectos genéricos permitem definir classes genéricas, i.e.
I
classes que podem conter qualquer tipo de objectos.
Por exemplo, podemos pensar numa classe que represente uma lista
que possa conter qualquer objecto Java.
Contudo, isso impede que se tenha nessa lista valores do tipo
int ou de outro tipo básico.
Para ultrapassar esta dificuldade, o Java fornece classes especiais
(wrapper classes) que encapsulam em objectos os tipos primitivo.
Exemplos:
I
I
I
classe Integer – cada objecto contém um int
classe Boolean – cada objecto contém um boolean
etc.
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Wrapper classes (cont.)
Wrapper Class
Byte
Short
Integer
Long
Float
Double
Character
Boolean
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Construtor
Byte(byte v)
Short(short v)
Integer(int v)
Long(long v)
Float(float v)
Double(double v)
Character(char v)
Boolean(boolean v)
Método acesso
byte byteValue()
short shortValue()
int intValue()
long longValue()
float floatValue()
double doubleValue()
char charValue()
boolean booleanValue()
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Wrapper classes (cont.)
O Java 5.0 escondeu o uso das wrapper-classes, simplificando a forma
como se lidam com objectos numéricos, Number (e.g. Integer, Float, ...)
Permite conversões implícitas, designadas por autoboxing, que
convertem um tipo básico num objecto Number
Também permite o inverso, unboxing, i.e. sempre que for esperado
um tipo básico numa expressão, converte automaticamente o objecto
Number nesse tipo.
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Exemplo: autoboxing e Unboxing
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A classe Arrays
A implementação de vectores em Java tem por base a classe Arrays
que integra o pacote java.util.
o atributo length diz-nos a dimensão do vector
alguns métodos importantes da classe
copyOf(v,newSize)
copyOfRange(v,i0,i1)
equals(v1,v2)
fill(v,val)
sort(v)
toString(v)
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retorna uma cópia do v com tamanho
newSize
retorna uma cópia da porção de v compreendida entre os indices i0 e i1
retorna true se os dois vectores tiverem os
mesmos elementos
preenche todos os elementos do vector v com
o valor val
ordena os elementos do vector
retorna uma String com a representação do
vector v
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Problema 1: Múltiplos Contadores
Problema 1: Escrever um método digitoMaisFrequente() que retorne
o dígito que ocorre mais vezes num dado número.
Exemplo: o número 3435667323 contém:
I
I
1 (2), 4 (3), 1 (4), 1 (5), 2 (6) e 1 (7)
digitoMaisFrequente(3435667323) retorna 3
se existir um empate, deve mostrar o menor dígito.
Sugestão:
I
I
I
usar um contador por cada dígito (vector com 10 contadores)
d=n%10 dá o dígito das unidades; n=n/10 retira dígito das unidades
Exemplo 669260267
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Problema 1: Múltiplos Contadores (solução)
Ver solução completa na página dos apontamentos:
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Problema 2: Histogramas
Problema 2: Escrever um método void histograma(int notas[])
que, recebendo como parâmetro um vector de classificações, dados como
valores inteiros, produza um histograma de estrelas (*) que indique o
número de alunos que obtiveram uma determinada classificação (supor
apenas os registos de 0 a 20.
Exemplo:
I
I
dados 12 13 12 17 14 14 18 15 13 15 12 15
deve produzir:
12: ***
13: **
14: **
15: ***
17: *
18: *
Sugestão: solução parecida com anterior, mas com 21 contadores!
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Problema 2: Histogramas (solução)
Solução completa nos apontamentos:
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Problema 3: Vectores de Objectos
Em muitas situações, a informação que precisamos de guardar não se
traduz por apenas um valor, mas sim por um conjunto de valores
agregados que caracterizam um objecto/entidade.
Exemplo simples: classe para representar um ponto no plano
Suponhamos que pretendemos ler n pontos no plano e determinar
qual deles está mais próximo da origem. Como fazer?
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Problema 3: Vector de Pontos
Leitura dos pontos para o vector:
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Problema 3: Vector de Pontos
distancia a um ponto:
calcular mais próximo da origem:
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Prob 4: Cobrador de Impostos (Vector de Objectos)
Problema 4: Foram-lhe fornecidos dados sobre um conjunto de empresas,
nomeadamente, para cada empresa, foi-lhe dada informação sobre:
O seu número de indentificação fiscal (NIF)
O nome da empresa
A sua área de actividade económica
O código da área de actividade económica
Os rendimentos declarados no último ano fiscal
A sua tarefa consiste em ler os dados e apresentar o total de rendimentos
por cada área de actividade económica. A informação deve aparecer
ordenada por ordem crescente do código de área económica.
Nota: ver solução na página dos apontamentos.
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Problema 4: Cobrador (classe Empresa)
Representar a informação sobre uma empresa como uma classe:
Devemos depois usar um vector de objectos desta classe:
Empresa emp[]= new Empresa[N]
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Problema 4: Cobrador (método main)
No main() lemos os dados e escrevemos a solução:
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Problema 4: Cobrador (método leDadosEmpresa)
A leitura de dados relativos a uma empresa é feita na classe Empresa pelo
método:
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Problema 5: Escrita de Números em Texto
Problema 5: Dado um número n, 0 <= n < 1000000, implemente um
método que escreva em texto o número.
Exemplos:
I
I
I
I
I
I
I
100 = cem
105 = cento e cinco
1000 = mil
12345 = doze mil trezentos e quarenta e cinco
10045 = dez mil e quarenta e cinco
10000 = dez mil
10020 = dez mil e vinte
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Problema 5: Sugestões
Como lidar com números menores que 100, i.e. números com dois
dígitos N = d1 d2 ?
Se d1 for 0?
I
I
I
números de 0 a 9 i.e. temos strings de “zero” a “nove”
String unidades[]={"zero",...,"nove"};
indexamos o vector com o valor de d2
Se d1 for 1?
I
I
números de 10 a 19 i.e. temos strings de “dez” a “dezanove”
String dez_dezanove[]={"dez",...,"dezanove"};
Se d2 for 0?
I
I
temos números números 20, 30, ..., 90.
String dezenas[]={"","","vinte",...,"noventa"};
Caso geral com os dois dígitos
I
I
temos números números como 25, 33, ...
dezenas[d1] + " e " + unidades[d2]
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Problema 5: método converte2()
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Problema 5: método converte3()
Como converter números menores que 1000?
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Problema 5: método converte6()
Como converter números menores que 1000000?
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Problema 5: método main()
Leitura do input e escrita:
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